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1、题目： CA6140车床主轴加工工艺以及夹具设计目 录6.4.2 主轴的再制造工程.61.1 车床的历史及发展71.1.1 车床的历史71.1.2 车床的诞生及发展81.2 普通机床及CA6140卧式车床的简介91.2.1 普通机床的基本知识91.2.2 CA6140车床简介11U1=50/50X51/50=111U220/80X51/50=1/411U3=50/50X20/80=1/4111.3 CA6140卧式车床主轴的作用131.3.1主轴的结构特点131.3.2主轴的作用132. 刚度18K=P/y 公斤/微米184. 温升和热变形192. 刚度313. 尺寸精度和几何形状精度、324
2、. 位置精度325. 表面粗糙度326. 同轴度的检验326.1.1 维修护理方式342.预防维修343.改善维修341.维修的容346.3.1 废旧主轴的类型386.3.2 主轴精度回升的方法386.4.1 再制造工程及其影响396.4.2 主轴的再制造工程39前言 伴随着世界的不断进步,科技的不断发展,数字化机械设备风靡全球,不断占领市场,尤其是金属切削中的数控机床已经成为时代的先驱,引领潮流。但有着悠久历史的普通成床,特别是它不甘落后,继续向着明天昂首阔步的精神,是值得我们去研究改造的。 本篇共六章：包括车床历史的发展及卧式床的相关知识；车床主轴的选材；CA6140卧式车床主轴的加工精度
3、及误差分析；车床主轴的加工工艺；主轴的精度检验及调整；车床主轴的维修与保养及废旧主轴的再利用。通过大学三年来对机械的了解,以及三年来对机床理论知识的学习和不间断的实训,了解掌握了一些机床的结构和原理,本论文着重于对CA6140卧式车床主轴。第1章 概论1.1 车床的历史及发展1.1.1 车床的历史公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。工作时,脚踏绳索下端的套圈,利用树枝的弹性是工件有绳索带动旋转,手拿贝壳或石片等作为刀具,沿板条移动工具的切削工作。中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。十五世纪由于制造钟表和武器的需要,出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工车床,以及水力驱动的炮筒鏜床。1
4、500年左右,意大利让人奥纳多.达芬奇曾绘制过车床,鏜床,纹加工机床和圆磨床的构想草图,其中已有曲柄,飞轮,顶尖和轴承等新机构。中国明朝出版的天工开物中也载有磨床的结构,用脚踏的方法是铁盘旋转,加上沙子和水剖切玉石。1979年,英国人莫兹利创造成的车床由丝杆转动刀架,能实现机动进给和车削螺纹,这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为 英国机床工业之父。随着电动机的发明,机床开始先采用电动机集中驱动,后有广泛使用单独电动机驱动。二十世纪初,为了加工精度更高的工件,夹具和螺纹加工工具,相继创造出坐标鏜床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要,有研制成能自动更换刀具,以进行多工
5、序加工的加工中心。从此,随着电子技术和计算机的发展和应用,使机床在驱动方式,控制系统功能等方面都发生显著变革。1.1.2 车床的诞生及发展 1车床的诞生记在发明车床的故事中,最引人注目的是一名叫莫兹利得英国人,因为他于1797年发明了划时代的刀架车床,这种车床带有精密的导螺杆和可互换的齿轮。莫兹利生于1771年,18岁的时候,他是发明家布拉默的得力助手。直到26岁才离开布拉默,因为布拉默粗暴地拒绝了莫兹利提出的把工资增加到每周30先以上的请求。就在莫兹利离开布拉默的那一年,他制造成了第一台螺纹车床,3年以后,莫兹利在他自己的车间制造出了一台更加完善的车床,19世纪,由于高速工具钢的发明和电动机
6、的应用,车床不断完善,终于达到高速度和高精度的现在水平。（2） 车床的发展史车床的发展大致可以分为四个阶段：雏形期,基本架构期,独立动力期与数值控制期,下面针对其发展的过程加于介绍。车床的诞生不是发明出来的,而是逐渐演进而成,早在四千年前就有人利用简单的拉弓原理完成钻孔的工作,这是由记录最早的工具机,这段期间可称为雏形期。18世纪开始的工业革命,象征着以工匠主导的农业社会结束,取而代之的强调大量生产的工业社会,由于各种金属制品被大量使用,为了满足金属零件的加工,车床成了关键性的设备,到了19世纪才有完全以铁制零件组合完成的车床,再加上诸如螺杆等传动机构的导入,一部具有基本功能的车床总算开发出来
7、,为其基本结构架。瓦特发明了蒸汽机,是的机床可籍由蒸汽机产生的动力来启动车床运转,20世纪初拥有了独立动力源的动力车床Engine Lathe终于被开发,也将车床带到新的领域。20世纪中,计算机被发明,不久计算机即被用在工具机上,为数值控制期。 1.2 普通机床及CA6140卧式车床的简介1.2.1 普通机床的基本知识 车床主要用于加工各种回转表面,如外圆柱面,圆锥表面,回转曲面和端面等,有些车床还能加工螺纹面。由于多数机器零件具有回转表面,车床的通用性又较广,因此,在机械制造厂中,车床应用极为广泛,在金属切削机床中占的比例比较大,约占总台数的20%-35%。 车床的种类很多,按其结构和用途主
8、要可以分为：a卧式车床和落地车床。b立式车床c转塔车床。d单轴和多轴自动,半自动车床 。 e仿行车床和多刀车床。f数控车床和车削中心。g各种专门化车床。 图11 卧式车床外形1主轴箱 2,5刀架 7尾座 8床身 9,13床腿 10光杠 11丝杠 12溜板箱 14进给箱 15挂轮变速机构 车床型号的组成：通用车床的型号由基本部分和辅助部分组成,中间用/隔开,读作之。前者需统一管理,后者纳入型号与否由企业自定。型号从左到右构成如下： 分类代码 类代号 通用特性、结构特性代号 组代号 系代号 主参数或设计顺序号 主轴数或第二主参数 重大改进系号/其他特性代号 企业代号 车床的类代号：C 车床的通用特
9、性代号,表1-1 通用特性高精度精密自动半自动数控仿形轻型代号GMZBKFQ读音高密自半控仿轻1.2.2 CA6140车床简介 CA6140型普通车床是我国设计制造的新型好产品。它具有良好的性能,结构先进、操作方便、外观整洁等特点。CA6140所代表的意义：类别代号,车床类,A结构特性代号,6组别代号,卧式,1系别代号,40主参数,最大回转直径400mm。 1.主运动传动 主运动是车床速度最高、消耗功率最大的运动。主运动传动链的两个末端件是主动机与主轴,它的功用是把动力源的运动及动力传给主轴,是主轴带动工件旋转,实现主运动,并把满足卧式车床主轴变速的换向的要求。主轴转速技术和转速由传动系统图和
10、传动路线表达式看出,主轴正传时,可得2X3=6种高转速和2X3X2X2=24种低转速。轴3-4-5之间的4条传动路线的传动比为U1=50/50X51/50=1U220/80X51/50=1/4U3=50/50X20/80=1/4 U4=20/80X20/80=1/16式中,U1和U3基本相同,所以实际上只有3种不同的传动比。因此,运动经由低速传动路线时,主轴实际上只能得到2x3x1+=18级转速。加上由高速路线传动获得的6级转速,主轴总共可获得2x31+2x2-1=24级转速。同理,主轴反转时,有3x1+2x2-1=12级转速。2. 进给运动进给运动是维持切削持续下去的运动。进给运动传动链是实
11、现刀具纵向或横向移动的传动链。在切削圆柱面和端面时,进给传动链是外联系传动链。进给量以工件每转刀架的移动量计算。卧式车床在车削螺纹时,进给传动链是联系传动链。主轴每转刀架当作传动链的两个末端。 图23 纵,横向机动进给操纵机构1-手柄 2-销轴 3-手柄座 4-球头销 5-轴 6-手柄 7-轴 8-弹簧销9球头销10-拨叉轴 11-杠杆 12-连杆 13-凸轮 14-圆销 15-拨叉轴 16,17-拨叉 18,19-圆销 20-杠杆21-销轴 22-凸轮 23-轴1.3 CA6140卧式车床主轴的作用1.3.1主轴的结构特点 主轴是机器中醉常见的一种零件。它是旋转类零件,主要由外圆柱面、外圆锥
12、面、螺纹、花键和横向孔等组成。1.3.2主轴的作用 主轴是机床的执行件,它主要起支撑传动件和传动转矩的作用；在工作时,由它带动工件直接参加表面成形运动；同时,主轴还保证工件对机床其他部件有正确的相对位置。因此,主轴部件的工作性能对加工质量和机床的生产率有重要影响。此外,主轴的传动方式是皮带传动和齿轮传动结合的。各种车床主轴部件的结果虽有差别,单他们的基本用途是一致的,在结构和要求方面也是相同的。在工作性能上都要求与本机床使用性能相适应的旋转精度、刚度、抗振性、温性和耐磨性等。车床的类型不同,主轴工作条件不同,只是解决问题的重点不同而已。第2章 CA6140卧式车床主轴的选材2.1 车床主轴的工
13、作条件与技术要求2.1.1 主轴的基本要求1.承受摩擦与磨损 机床主轴的某些部位承受着不同程度的摩擦,特别是轴颈部位,因为轴颈与某些轴承配合时,摩擦较大所以此部位应具有较高的硬度仪增强耐磨性。但是某些部位的轴颈与滚动轴承相配合摩擦不大,所以就不需要大的硬度。2.工作中时承受载荷 机床主轴在高速运转时要承受多种载荷的作用,如弯曲、扭转、冲击等。所以要求主轴具有抵抗各种载荷的能力。当主轴载荷较大、转速又高时,主轴还承受着很高的变交应力。因此要求主轴具有较高的疲劳强度和综合力学性能即可。1、支承轴颈的技术要求主轴两支承轴颈A、B的圆度允差 0.005毫米,径向跳动允差 0.005毫米,两支承轴颈的1
14、：12锥面接触率70%,表面粗糙度Ra0.4um。支承轴颈直径按IT5-7级精度制造。主轴外圆的圆度要求,对于一般精度的机床,其允差通常不超过尺寸公差的50,对于提高精度的机床,则不超过25%,对于高精度的机床,则应在 510之间。2、锥孔的技术要求主轴锥孔莫氏 6号对支承轴颈 A、B的跳动,近轴端允差 0.005mm,离轴端300mm处允差 0.01毫米,锥面的接触率70,表面粗糙度Ra0.4um,硬度要求 HRC48。3、短锥的技术要求短锥对主轴支承轴颈A、B的径向跳动允差0.008mm,端面D对轴颈A、B的端面跳动允差0.008mm,锥面及端面的粗糙度均为Ra0.8um。4、空套齿轮轴颈的技术要求空套齿轮的轴颈对支承轴颈A、B的径向跳动允差为 0.015毫米。5、螺纹的技术要求这是用于限制与之配合的压紧螺母的端面跳动量所必须的要求。因此在加工主轴螺纹时,必须控制螺纹表面轴心线与支承轴颈轴心线的同轴度,一般规定不超过0.025mm。从上述分析可以看出,主轴的主要加工表面是两个支承轴颈、锥孔、前端短锥面及其端面、以及装齿轮的各个轴颈等。而保证支承轴颈本身的尺寸精度、几何形状精度、两个支承轴颈之间的同轴度、支承轴颈与其它表面的相互位置精度和表面粗糙度,则是主
